Các biện pháp nâng cao chất lượng viễn thông trong hệ thống LTE

----------

CÁC BIỆN PHÁP NÂNG CAO CHẤT
LƯỢNG VIỄN THÔNG TRONG HỆ
THỐNG LTE

1


NỘI DUNG
 Tăng tốc độ truyền dữ liệu  tăng chất lượng

dịch vụ viễn thông
 Tăng tốc độ truyền dữ liệu ở rìa tế bào (cải thiện
throughput) nhằm cung cấp dịch vụ 1 cách đồng
đều
 Giảm chi phí trên bit, kéo theo sự cải thiện hiệu
quả phổ
 Sử dụng phổ linh hoạt hơn, cả trong băng mới
và các băng đã có trước
 Đảm bảo thiết bị UE tiêu thụ công suất hợp lý
 Một số biện pháp nâng cao chất lượng + giảm độ
trễ cả về thiết lập kết nối và truyền dẫn


Tăng tốc độ truyền dẫn


Biện pháp
 Mở rộng băng thông truyền phát: Băng thông
truyền phát có thể mở rộng lên đến 100MHz,

so với 3G (5Mhz) tăng gấp 20 lần
 Sử dụng kĩ thuật MIMO: 2x2, 4x4, 8x8
 Sử dụng kĩ thuật điều chế bậc cao 64QAM
 Sử dụng phương pháp ghép sóng mang trực
giao OFDM để tăng hiệu quả sử dụng phổ tần


Mở rộng băng thông truyền dẫn
 Ghép 5 sóng mang 20MHz tạo thành băng thông
phát 100MHz


Kĩ thuật MIMO 2x2


Kĩ thuật MIMO 4x4


Kĩ thuật MIMO 8x8


Điều chế số bậc cao 64QAM
1 symbol mang 6 bit dữ liệu


Điều chế OFDM tăng hiệu quả
sử dụng phổ tần


Tăng tốc độ truyền dữ liệu ở rìa

tế bào
Sử dụng kĩ thuật Relay


Ưu điểm của kĩ thuật Relay
 Kĩ thuật Relay nhằm thực hiện một
liên kết cố định giữa trạm gốc
eNodeB và thiết bị di động
Mục đích:
- Cải thiện tỉ số tín hiệu SINR nhận được
- Tăng cường độ bao phủ và throughput
trên các đường biên cell


Phân loại các kĩ thuật Relay
Các trạm Relay chuyển tiếp tín hiệu
vô tuyến có các loại khác nhau tương
ứng với từng kĩ thuật Relay
Relay layer 1
Relay layer 2
Relay layer 3


Mô hình cho Relay Layer 1
Trạm Relay đóng vai trò chỉ là chuyển tiếp
gói tin, chức năng tương tự như 1 Repeater


Mô hình cho Relay Layer 2
Kĩ thuật Relay layer 2 thực hiện thuật toán

Decode and Forward (giải mã và chuyển
tiếp) tín hiệu vô tuyến


Mô hình cho Relay Layer 3
Thực hiện giải điều chế và giải mã tín hiệu RF nhận được
từ đường Downlink từ các trạm cơ sở, sau đó các tín hiệu
đó tiếp tục được xử lí (chẳng hạn như mật mã và ghép nối,
phân đoạn dữ liệu)


Giảm chi phí trên bit, cải thiện
hiệu quả sử dụng phổ
 Sử dụng điều chế bậc cao 16QAM,

64QAM
 Sử dụng phương pháp điều chế sóng
mang trực giao OFDMA trên đường
Downlink và SC-FDMA trên đường
Uplink


Kĩ thuật OFDM
Vấn đề: Một luồng dữ liệu tốc độ cao thường
gặp vấn đề chu kì symbol Ts nhỏ hơn rất nhiều so
với thời gian trải trễ Td  tạo ra xuyên nhiễu giữa
các symbol(ISI)

Giải quyết: Trong OFDM, luồng các symbol dữ
liệu nối tiếp tốc độ cao sẽ được chuyển đổi sang

song song  tăng độ dài của symbol trên mỗi
sóng mang con lên một hệ số cỡ M sao cho nó
trở lên dài hơn đáng kể độ trải trễ của kênh.


Kĩ thuật OFDM


Quá trình điều chế OFDM trên kênh
truyền
 Trong quá trình thực hiện điều chế

OFDM thêm CP nhằm tránh nhiễu ISI


Khoảng bảo vệ CP
 Carrier Spacing 15KHz, Tcp = 4.8μs
 Extended cyclic prefix needed for

broadcast/multicast and environments
with extreme delay spread, TECP=16.7μs


Thuật toán trong OFDMA


Quá trình thực hiện SC-FDMA trên
kênh truyền

OFDMA Vs SC-FDMA


OFDMA Vs SC-FDMA
Similarities
– Block-wise data processing and use of Cyclic Prefix
– Divides transmission bandwidthinto smaller sub-carriers
– Channel inversion/equalization is done in frequency domain
– SC-FDMA is regarded as DFT-Precoded or DFT-Spread
OFDMA
 Difference
– Signal structure: In OFDMA each sub-carrier only carries
information related
to only one data symbol while in SC-FDMA, each sub-carrier
contains information of all data symbols.
– Equalization: Equalization for OFDMA is done on persubcarrier basis while for SC-FDMA, equalization is done
overthe group of sub-carriers used by transmitter.
– PAPR: SC-FDMA presents much lower PAPR than OFDMA
does.
– Sensitivity to freq offset: yes for OFDMA but tolerable to SCFDMA.



Sử dụng phổ linh hoạt
Kĩ thuật tích hợp sóng mang CA
(Carriers Aggregation)
Công nghệ LTE , LTE-A sử dụng các băng

thông truyền phát theo chuẩn là 1.4, 3, 5, 10,
15, 20 MHz

Để tăng tốc độ truyền dữ liệu, công nghệ
LTE-A yêu cầu 1 băng thông truyên phát lên
đến 100Mhz, muốn thực hiện được điều này,
người ta sử dụng một công nghệ mới đó là tích
hợp các sóng mang con.